世界上是否存在另一个你?
2020-01-10 18:22

世界上是否存在另一个你?

文章来自公众号:把科学带回家(ID:steamforkids),作者:Mirror,题图来自:图虫创意。


很多人都有过这样的经历——走在路上突然看到某个似曾相识的面孔,定睛一看却发现是自己认错了,对方可能只是神似或有某些特征和自己认识的人相似。那么,世界上是否可能存在两个并非双胞胎却有着相同面容的人呢?


陌生人“双胞胎”


借助发达的社交网络,跨越多个国家,摄影师弗朗索瓦·布鲁内尔(François Brunelle)还真找到了不少陌生人“双胞胎”,并为他们拍下照片。这组摄影作品名为《我们不是双胞胎》(I'm Not a Look-Alike),有超过200对长相高度相似的非双胞胎参与其中。


下面就先来看看其中的部分作品:






就像双胞胎里也有龙凤胎,不仅是相同性别的陌生人可能拥有相似的面容,不同性别的陌生人也可能长着同一副面孔。


比如下面这两组:




这些人并非双胞胎,也并没有直接的血缘关系,但却拥有如同复刻的脸庞。


看到这里,你是否也产生了找到另一个自己的冲动?或者开始担心有人会利用自己的“替身”?先别着急,事情并没有那么简单。


“另一个你”存在的概率有多大?


如今的面部识别技术已经日渐普及到各个领域,从解锁手机到电子支付,全都可以靠刷脸完成,十分方便快捷。而这一切都是建立在每张脸都是独一无二的基础上,即使是双胞胎的脸也会存在细微差异(虽然现有的面部识别技术未必能识别出来),更别说两个只是看起来相似的陌生人。


事实上,上面那些脸你仔细观察也能找到差异。那我们不苛求完全一样,存在与自己大体相似的另一张面孔的概率有多大?


在获得了来自美国军方数据库的4000张不同面孔后,科学家Teghan Lucas测量了他们的8项关键面部识别特征,例如双眼或双耳间的距离,最后得出的结论是:这8个面部特征在两个人脸上完全匹配的概率小于1万亿分之一。而且一张脸上的特征远不止8个,要找到你的“完美分身”的可能性更是微乎其微。


大脑如何识别一张脸?


不过,上述推论中的“完全匹配”还是相当严格,实际上,在全球七十多亿人口中,我们不时就能发现两个长相雷同的人。网上也流传着不少和名人撞脸的面孔。他们往往只是在整体上给人相像的感觉,但如果把细节逐个拆开对比,又会发现不少差异。


美国前总统奥巴马(左)与其撞脸者(右)


这是因为大脑在进行面部识别时,并非逐一分开判断细节(比如眉毛的弧度、瞳孔的颜色),而是首先从整体出发,比如发际线轮廓、肤色和五官排布方式,只要大体相近,就能让我们产生“这两个人长得好像”的感觉。接下来大脑才会关注眼睛、嘴巴和鼻子这些局部特征。


进行面部识别时活跃的FAA脑区 | Xu, X. et al. (2009)


我们的大脑主要通过梭状回面孔区(fusiform face area, FFA)将各个面部特征联系成一个整体,这样一来,即使一张脸的局部细节发生改变也能被认出来。也就是说,一般人是不会因为朋友换了个发型、修了个眉毛就认不出对方了(直男除外x)


为什么会出现相似的面孔?


从遗传学角度分析,目前科学家们已经鉴定出了超过50种可能与面部特征有关的基因,比如从眼睛到鼻根的距离。下图列举了部分可能与面部特征形成相关的基因。


与面部特征相关的基因 | Richmond, S. et al. (2018)


在有限的基因数量下,理论上只要组合次数足够多,就有可能出现相似的情况。虽说如此,科学家仍未鉴定出所有决定面部特征的基因,也尚未完全弄清楚其背后的遗传机制,可以确定的是,这比洗出同样顺序的一副牌概率要小得多。


一张脸包含的信息量非常大,从五官、肤色到毛发在人群中都有着高度多样性,许多特征的形成也并非由单个基因决定,不仅可能有复杂的基因间相互作用,而且还有环境等因素的影响,所以目前通过基因分析来还原人脸的结果还不并十分理想。综合考虑种种因素,想要找到两张一模一样的脸难度是很大的。


不过,同一种族往往会有一些共同的面部特征,比如亚洲人的黑发、黄皮肤,再加上足够大的人口基数,决定面部特征的基因就更有可能出现相似的组合,所以对于我们这个拥有14亿人口的大国,想要找到和自己相似的伙伴或许会相对容易一点。


我们的脸为何如此多样?


 总体而言,人脸出现重复的概率是很低的。2014年一项发表在《自然·通讯》上的研究显示,我们人类的面部特征相比其他动物具有更高的多样性,而这样的演化结果与“看脸”在人类社会中的重要性紧密相关。


军人与企鹅的面孔 | Sheehan, M. J. and Nachman, M. W. (2014)


比如上面这些企鹅在我们看来都是从一个模子里刻出来的,看过BBC纪录片的小伙伴就会知道,在企鹅的育儿区聚集着上千上万只企鹅宝宝,它们看起来全都一个样,而且一只企鹅宝宝可能远在千里之外,企鹅爸妈又是如何找到它们的呢?


如果靠逐一认脸,估计还没找到宝宝,企鹅爸妈就累死了,好在它们其实是通过声音来识别彼此的,所以在面部特征上并没有发展得多样化。


成千上万只企鹅宝宝和父母通过声音找到彼此 | BBC纪录片《我们的星球》


但人类就不同,面部特征是一般人识别彼此最重要的方式,孩子认爸妈、成年人找伴侣,都离不开“看脸”。而且,相比我们身体的其他部位比如手,丰富的面部特征更不容易出现重复,更方便我们对上号。由于面部特征具有遗传性,“看脸”也让我们的祖先能更准确地识别出自己的亲人或同宗族的成员,对生存更有利。


相似的长相更容易出现在同一家族中


有研究表明,我们对和自己长相相似的人更有好感,认为对方更值得信任,也更具吸引力。


从进化角度解释,这或许是因为相似的面孔暗示着可能的亲缘关系。不过在人口数量庞大的现代,这样的推测可就行不通了。你以为对方是自己失散多年的亲人,但布里斯托大学的遗传学家表示,即使长相相似,你们的DNA相似度也可能与随机的陌生人无异。


文章来自公众号:把科学带回家(ID:steamforkids),作者:Mirror。

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